[发明专利]湖泊底泥和粉煤灰共同作为载体的干式CO2吸附剂及其制备

说明书

技术领域

本发明属CO₂干式吸收剂及其制备领域，特别是涉及一种湖泊底泥和粉煤灰共同作为载体的干式CO₂吸附剂及其制备。

背景技术

气候变化已经成为人类可持续发展的头号问题。众所周知，CO₂是一种排放量最大的温室气体。据预测，我国的CO₂总排放量将于2020年左右超过美国而成为CO₂的头号排放大国，这样势必会给我国乃至全球带来更加严重的气候和生态环境的负面影响，因此，必须尽早尽快采取有效措施控制CO₂的排放，减缓“温室效应”。考虑到电厂烟气中CO₂的分压低和技术工艺的成熟性，化学吸收法对烟气中CO₂的脱除相对而言是一种比较好的选择。因此利用干法吸收剂通过气固反应脱除CO₂的技术具有反应能耗低、循环利用效率高、对设备无腐蚀、无二次污染且耗水量小等优点，已成为目前的研究热点。但目前干法吸收过程中载体使用的是AC(活性炭)、TiO₂、MgO、SiO₂、Al₂O₃、NaX、CsNaX、CaO等，运行费用较高，不适合电厂中大规模使用。

湖泊底泥是水环境生态系统的重要组成部分，是水土界面物质交替的过渡带，当湖泊外部污染源得到控制后，含有大量污染质的底泥常成为湖泊水体的主要污染源。目前，国内治理湖泊底泥污染主要采用环境疏浚技术，疏浚出来的底泥，通常被作为固体废弃物堆放在贮泥场中，该法不但占用大量土地，还对环境产生二次污染。粉煤灰是燃烧电厂的固体废物。如果把它弃之，则为废、为害，既侵占土地，又污染水体和大气；如果通过技术进步开发与利用，则可变废为宝，化害为利，保护环境，造福人类。因此，以湖泊底泥与粉煤灰共同作为载体既可以解决载体材料问题，又可以处置部分湖泊底泥与粉煤灰，实现废物再利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种河道底泥作载体的干式CO₂吸附剂及其制备，该吸附剂比表面积大、孔隙率好、强度高、耐磨损，特别是对二氧化碳的吸附脱除作用非常显著，制备方法简单实用，成本低，适合于工业化生产。

本发明的一种湖泊底泥和粉煤灰共同作为载体的干式CO₂吸附剂，其组分包括：吸收剂、载体及粘结剂，其重量比为2～6∶4～8∶1～2，其中吸收剂为碳酸钠或碳酸钾，载体包括重量比4∶1的载体基料和辅料，载体基料为重量比1∶1的湖泊底泥与粉煤灰，载体辅料为粘土，粘结剂为液体硅酸钠(工业水玻璃)。

所述的吸收剂、载体及粘结剂的重量比为3∶6∶1或4∶5∶1。

所述的湖泊底泥为镜月湖底泥或其他湖泊底泥。

所述的粉煤灰为华中地区某热电厂粉煤灰或其他电厂粉煤灰。

本发明的一种湖泊底泥和粉煤灰共同作为载体的干式CO₂吸附剂的制备方法，包括：

(1)将湖泊底泥干燥除杂，粉煤灰样品过80目筛，去除大颗粒杂质，然后分别用球磨机进行研磨得到粒径50～100μm的颗粒料，将湖泊底泥与粉煤灰按重量比1∶1混合作为载体基料，再将粘土干燥后研磨得到粒径为50～100μm的颗粒料作为载体辅料，基料与辅料按重量比4∶1混合后进入球磨机共磨成粒径5～50μm的微粉粒；

(2)将研磨后的微粉粒、吸收剂及粘结剂按重量比2～6∶4～8∶1～2加入水中，同时加入消泡剂与分散剂，混合成泥浆；

(3)通过喷雾干燥器将泥浆制成粒径为50～100μm的球粒，球粒干燥后进行煅烧得成品。

所述步骤(2)中的消泡剂为聚酯系非离子型表面活性剂，用量为0.5wt％。

所述步骤(2)中的分散剂为阴离子型分散剂多羧酸碳酸钠，用量为5wt％。

所述步骤(3)中的煅烧工艺为煅烧成型温度1100-1250℃，烧结时间为0.5h。